ជំនាន់ទីបីនៃឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក ដែលតំណាងដោយហ្គាលីញ៉ូមនីទ្រីត (GaN) និងស៊ីលីកុនកាប៊ីត (SiC) ត្រូវបានអភិវឌ្ឍយ៉ាងឆាប់រហ័សដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិដ៏ល្អឥតខ្ចោះរបស់វា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ របៀបវាស់ស្ទង់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រ និងលក្ខណៈនៃឧបករណ៍ទាំងនេះឱ្យបានត្រឹមត្រូវ ដើម្បីទាញយកសក្តានុពលរបស់វា និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាព និងភាពជឿជាក់របស់វា តម្រូវឱ្យមានឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ និងវិធីសាស្រ្តវិជ្ជាជីវៈ។
សម្ភារៈជំនាន់ថ្មីនៃគម្លាតក្រុមធំទូលាយ (WBG) ដែលតំណាងដោយស៊ីលីកុនកាបៃ (SiC) និងហ្គាលីញ៉ូមនីទ្រីត (GaN) កំពុងត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយ។ ទាក់ទងនឹងអគ្គិសនី សារធាតុទាំងនេះគឺនៅជិតអ៊ីសូឡង់ជាងស៊ីលីកុន និងសម្ភារៈពាក់កណ្តាលសៀគ្វីធម្មតាផ្សេងទៀត។ សារធាតុទាំងនេះត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីយកឈ្នះលើដែនកំណត់នៃស៊ីលីកុន ពីព្រោះវាជាសម្ភារៈគម្លាតក្រុមតូចចង្អៀត ហើយដូច្នេះបណ្តាលឱ្យមានការលេចធ្លាយចរន្តអគ្គិសនីមិនល្អ ដែលកាន់តែច្បាស់នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាព វ៉ុល ឬប្រេកង់កើនឡើង។ ដែនកំណត់ឡូជីខលចំពោះការលេចធ្លាយនេះគឺចរន្តអគ្គិសនីដែលមិនអាចគ្រប់គ្រងបាន ស្មើនឹងការបរាជ័យនៃប្រតិបត្តិការពាក់កណ្តាលសៀគ្វី។
ក្នុងចំណោមសម្ភារៈគម្លាតក្រុមធំទូលាយទាំងពីរនេះ GaN គឺស័ក្តិសមជាចម្បងសម្រាប់គម្រោងអនុវត្តថាមពលទាប និងមធ្យម ប្រហែល 1 kV និងក្រោម 100 A។ ផ្នែកកំណើនដ៏សំខាន់មួយសម្រាប់ GaN គឺការប្រើប្រាស់របស់វានៅក្នុងភ្លើងបំភ្លឺ LED ប៉ុន្តែក៏កំពុងរីកចម្រើននៅក្នុងការប្រើប្រាស់ថាមពលទាបផ្សេងទៀតដូចជារថយន្ត និងការទំនាក់ទំនង RF។ ផ្ទុយទៅវិញ បច្ចេកវិទ្យាជុំវិញ SiC ត្រូវបានអភិវឌ្ឍល្អជាង GaN ហើយស័ក្តិសមជាងសម្រាប់កម្មវិធីថាមពលខ្ពស់ដូចជាឧបករណ៍បម្លែងកម្លាំងអូសទាញរថយន្តអគ្គិសនី ការបញ្ជូនថាមពល ឧបករណ៍ HVAC ធំៗ និងប្រព័ន្ធឧស្សាហកម្ម។
ឧបករណ៍ SiC មានសមត្ថភាពដំណើរការនៅវ៉ុលខ្ពស់ជាង ប្រេកង់ប្តូរខ្ពស់ជាង និងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាង MOSFETs Si។ ក្រោមលក្ខខណ្ឌទាំងនេះ SiC មានដំណើរការ ប្រសិទ្ធភាព ដង់ស៊ីតេថាមពល និងភាពជឿជាក់ខ្ពស់ជាង។ គុណសម្បត្តិទាំងនេះកំពុងជួយអ្នករចនាកាត់បន្ថយទំហំ ទម្ងន់ និងតម្លៃនៃឧបករណ៍បំលែងថាមពល ដើម្បីធ្វើឱ្យពួកវាកាន់តែមានការប្រកួតប្រជែង ជាពិសេសនៅក្នុងផ្នែកទីផ្សារដែលរកប្រាក់ចំណេញដូចជា អាកាសចរណ៍ យោធា និងយានយន្តអគ្គិសនី។
MOSFETs SiC ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការអភិវឌ្ឍឧបករណ៍បំលែងថាមពលជំនាន់ក្រោយ ដោយសារតែសមត្ថភាពរបស់ពួកវាក្នុងការសម្រេចបានប្រសិទ្ធភាពថាមពលកាន់តែច្រើននៅក្នុងការរចនាដោយផ្អែកលើសមាសធាតុតូចៗ។ ការផ្លាស់ប្តូរនេះក៏តម្រូវឱ្យវិស្វករពិនិត្យមើលឡើងវិញនូវបច្ចេកទេសរចនា និងសាកល្បងមួយចំនួនដែលត្រូវបានប្រើជាប្រពៃណីដើម្បីបង្កើតអេឡិចត្រូនិចថាមពល។
តម្រូវការសម្រាប់ការធ្វើតេស្តយ៉ាងម៉ត់ចត់កំពុងកើនឡើង
ដើម្បីទទួលបានសក្តានុពលពេញលេញនៃឧបករណ៍ SiC និង GaN ការវាស់វែងច្បាស់លាស់ត្រូវបានទាមទារក្នុងអំឡុងពេលប្រតិបត្តិការប្តូរដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាព និងភាពជឿជាក់។ នីតិវិធីធ្វើតេស្តសម្រាប់ឧបករណ៍ស៊ីមីកុងដុកទ័រ SiC និង GaN ត្រូវតែគិតគូរពីប្រេកង់ប្រតិបត្តិការ និងវ៉ុលខ្ពស់នៃឧបករណ៍ទាំងនេះ។
ការអភិវឌ្ឍឧបករណ៍សាកល្បង និងវាស់វែង ដូចជាម៉ាស៊ីនបង្កើតមុខងារតាមអំពើចិត្ត (AFGs) អូស៊ីឡូស្កូប ឧបករណ៍ឯកតាវាស់ប្រភព (SMU) និងឧបករណ៍វិភាគប៉ារ៉ាម៉ែត្រ កំពុងជួយវិស្វកររចនាថាមពលឱ្យសម្រេចបានលទ្ធផលដ៏មានឥទ្ធិពលជាងមុនលឿនជាងមុន។ ការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវឧបករណ៍នេះកំពុងជួយពួកគេដោះស្រាយបញ្ហាប្រឈមប្រចាំថ្ងៃ។ លោក Jonathan Tucker ប្រធានផ្នែកទីផ្សារផ្គត់ផ្គង់ថាមពលនៅ Teck/Gishili បានមានប្រសាសន៍ថា "ការកាត់បន្ថយការខាតបង់ពីការប្តូរនៅតែជាបញ្ហាប្រឈមដ៏ធំមួយសម្រាប់វិស្វករឧបករណ៍ថាមពល"។ ការរចនាទាំងនេះត្រូវតែវាស់វែងយ៉ាងម៉ត់ចត់ដើម្បីធានាបាននូវភាពស៊ីសង្វាក់គ្នា។ បច្ចេកទេសវាស់វែងសំខាន់ៗមួយត្រូវបានគេហៅថា ការធ្វើតេស្តជីពចរទ្វេ (DPT) ដែលជាវិធីសាស្ត្រស្តង់ដារសម្រាប់វាស់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រប្តូរនៃឧបករណ៍ថាមពល MOSFETs ឬ IGBT។
ការដំឡើងដើម្បីអនុវត្តការធ្វើតេស្តជីពចរទ្វេរបស់ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក SiC រួមមាន៖ ម៉ាស៊ីនបង្កើតមុខងារដើម្បីជំរុញក្រឡាចត្រង្គ MOSFET; អូស៊ីឡូស្កូប និងកម្មវិធីវិភាគសម្រាប់វាស់ VDS និង ID។ បន្ថែមពីលើការធ្វើតេស្តជីពចរទ្វេ ពោលគឺបន្ថែមពីលើការធ្វើតេស្តកម្រិតសៀគ្វី ក៏មានការធ្វើតេស្តកម្រិតសម្ភារៈ ការធ្វើតេស្តកម្រិតសមាសធាតុ និងការធ្វើតេស្តកម្រិតប្រព័ន្ធផងដែរ។ ការច្នៃប្រឌិតថ្មីនៅក្នុងឧបករណ៍ធ្វើតេស្តបានអនុញ្ញាតឱ្យវិស្វកររចនានៅគ្រប់ដំណាក់កាលនៃវដ្តជីវិតធ្វើការឆ្ពោះទៅរកឧបករណ៍បំលែងថាមពលដែលអាចបំពេញតាមតម្រូវការរចនាដ៏តឹងរ៉ឹងប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពចំណាយ។
ការត្រៀមខ្លួនរួចជាស្រេចដើម្បីបញ្ជាក់ឧបករណ៍ដើម្បីឆ្លើយតបទៅនឹងការផ្លាស់ប្តូរបទប្បញ្ញត្តិ និងតម្រូវការបច្ចេកវិទ្យាថ្មីសម្រាប់ឧបករណ៍អ្នកប្រើប្រាស់ចុងក្រោយ ចាប់ពីការផលិតថាមពលរហូតដល់យានយន្តអគ្គិសនី អនុញ្ញាតឱ្យក្រុមហ៊ុនដែលធ្វើការលើអេឡិចត្រូនិចថាមពលផ្តោតលើការច្នៃប្រឌិតបន្ថែមតម្លៃ និងដាក់គ្រឹះសម្រាប់ការរីកចម្រើននាពេលអនាគត។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ២៧ ខែមីនា ឆ្នាំ ២០២៣